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한국에너지기술연구원 기획기사

[전남매일] 국내 해역 특성 맞춘 독창적 기술 눈길
2021.08.04 2561

[제주 월정 해상풍력실증연구단지 전경]


[전남매일=길용현 기자]지난 618일 찾은 제주 구좌읍 월정리 해변. 바다 가운데 우뚝 솟아있는 풍력발전기가 눈에 띄었다.

 

한국에너지기술연구원이 국내 최초로 세운 2MW급 풍력발전기다.

 

전남형 뉴딜 핵심 사업으로 해상풍력발전단지 조성에 박차를 가하고 있는 전남도가 주목해야 할 장소다.

 

한국에너지기술연구원은 2006년부터 STX중공업(풍력발전시스템), 한전 전력연구원·남부발전·두산중공업(단지조성) 등과 함께 해상풍력단지를 운영해오고 있다.

 

이 풍력발전기로 생산된 전력은 연간 700가구 이상이 전기를 사용할 수 있다.

 

국내 해역 특성에 적합하도록 개발된 기초 구조물들은 ‘3020 이행계획에 따라 3012GW 해상풍력 보급을 위한 기본 모델로써 큰 역할을 담당 할 뿐아니라 플랜트 수출 산업으로까지 전환될 것으로 기대된다.

 

해상풍력발전기는 바닷속 지지구조에 따라 여러 형태로 나뉜다. 월정 기지에 설치한 풍력발전기 지지구조는 경사진 베타형 재킷 4개로 구성돼 있다. 베타형 재킷은 국내 기업들이 우리나라 연안에 지지대를 세울 때 자주 쓰는 형태다.

 

에너지기술연구원 경남호 박사 연구팀이 개발한 해상풍력발전단지 조성 기술은 해상풍력발전 단지 개발, 해상 기상탑, 최적 해상 기초 구조물, 해저 전력선 접속, 및 설치, 운영 등 에 이르는 전반적인 설계, 시공과 운영 기술들을 포함하고 있다.

 

경사형·2단 재킷(jacket) 구조로 된 해상기초 구조물은 세계 최초로 해상풍력 발전단지에 적용되는 독창적인 설계로 설치 당시 주목을 받았다. 짧은 길이의 고정 핀을 사용함으로써 작은 용량의 크레인으로도 설치가 가능하기 때문에 경제성을 최대한 높일 수 있다.

 

세계 최초의 자켓 구조물인 OWEC사의 quatropod에 이은 두 번째로 개발된 자켓 구조물이기도 하다.

 

연구책임자인 경남호 박사는 이 기술을 활용해 국내에 10GW 용량의 해상풍력발전 단지를 조성한다면 국내 총 전력 수요의 5% 정도를 감당할 수 있다국내 해역 특성에 적합한 독창적인 해상 기초 구조물을 개발했기 때 문에 앞으로 국내 해역에 설치될 대형 해상풍력발전단지 조성의 기본 모델이 될 수 있다고 설명했다.

 

해상에 풍력발전기를 설치하는 것은 육상에 비해 1.5~2배가 비싸기 때문에 해상풍력발전 R&D의 핵심은 경제성을 확보하는 것이다.

 

그 관련기술로는 해상기초구조물, 해저 전력선 설계·시공 등 단지 조성이 있다.

 

풍력발전기 자체는 육상용이나 해상용이나 성능이나 가격 차이가 거의 없으므로 신뢰성이 비슷하다면 경제성에 영향을 미치는 인자가 아니라는 것이 전문가들의 설명이다.

 

해외 선진 업체 사례를 보면 해상의 경우 풍력발전기만을 판매하지 않으며 해상풍력발전 단지 전부를 하나로 플랜트화해 기기, 해상기초, 시공, 운영을 모두 포함한 턴키방식으로 제공하고 있다.

 

곽성조 한국에너지기술연구원 풍력연구팀장은 해외 선진업체 플랜트를 수입한대 해도 단지조성 기술을 확보할 방법이 없다우리 연구원은 소규모 해상풍력발전 단지를 운영하면서 단지 조성 핵심 기술 확보에 성공했다고 말했다.

 

한국에너지기술연구원은 반잠수형 삼각 부유체 설계 및 무게중심 최적화와 계류·앵커시스템 설계를 통한 부유체 및 계류시스템 최적화를 마쳤다.

 

현재는 주민 수용성 향상을 위한 저주파 소음의 정략적 평가인 풍력 저주파 소음 측정·분석·해석 기술을 개발중에 있다.

 

이 연구를 통해 풍력단지 주변 주민들의 막연한 불안감 해소와 함께 풍력발전 인식 전환에 따른 주민 수용성을 높일 것으로 기대된다.

 

더불어 곽 팀장은 해상풍력발전이 미래 먹거리의 한 축이 될 것이라고 전망했다. 다양한 기술이 개발되면서 과거와 달리 충분한 경쟁력을 갖추고 있다는 분석이다.

 

곽 팀장은 해상풍력의 경우 초기 설비 비용이 육상풍력에 비해 비싸 경제성이 없는 기술로 평가받아왔지만 기술 개발이 진전되면서 초기 설치 비용 절감이 가능해졌다육상 풍력의 경우 지면 마찰이 있지만, 해상풍력의 경우 꾸준한 바람이 공급돼 많은 발전량을 기대할 수 있다고 설명했다.

 

이어 먼 바다에 설치돼 소음공해로부터 벗어날 수 있기 때문에 주민 수용성 측면에서도 우위를 가지고 있다고 덧붙였다.

 

과거 해상풍력 발전의 경우 먼바다에 풍력 설비가 설치된 까닭에 어업 활동 도중 저인망 어선에 케이블이 걸려 끊어지는 문제가 종종 발생했다. 어장 파괴에 대한 우려도 꾸준히 제기되고있다.

 

곽 팀장은 유럽 등 선진국의 경우 안전사고 예방을 위해 조업 금지구역으로 설정하거나 아예 전력선을 해저 밑에 매립하는 방법을 통해 문제를 해결했다해상풍력발전 단지의 경우 시공 당시 환경파괴가 불가피하지만 이를 최소화하는 방식이 개발돼 오히려 산호초 역할을 수행함으로써 어장 형성에 기여하기도 한다고 설명했다.

 

곽 팀장은 신안 해상풍력발전단지에 대해 충분한 경쟁력을 갖추고 있다고 평가했다.

 

그 이유로는 풍부한 수량과 수심 등 해상풍력 발전에 필요한 천혜의 자연조건을 꼽았다.

 

곽 팀장은 동해의 경우 바람이 강하지만 수심이 깊어 해상풍력이 들어서기 어렵고 남해는 수심이 얕지만 바람이 약해 경제성이 떨어진다는 단점이 있다반면 전남은 7이상의 풍부한 풍속과 적절한 수심 등 해상풍력을 위한 최적의 입지 조건을 갖추고 있다고 분석했다.


기사원문링크 : http://www.jndn.com/article.php?aid=1627949658321166001

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